Nunca ninguém viu um electrão. Muito menos alguém alguma vez poderá tirar uma fotografia a um neutrino, por exemplo, para poder mostrar aos amigos. Isso simplesmente nunca será possível. As questões da dualidade precepção/existência há muito que perturbam os físicos, e alimentam a discussão sobre o conceito subtil da existência física. O que significa exactamente estar “cá”? Fazer parte do Universo? Haverão os chamados limites da percepção, portas dimensionais ou outros tipos de existências exteriores ao cosmos?
Todos nós achamos que existimos. Temos uma concepção da realidade à nossa volta que sentimos como autêntica porque essa entidade a que chamamos mundo físico interage connosco. A primeira abordagem humana ao conceito de existência foi filosófica, de um ponto de vista puramente humano e intrínseco a nós mesmos. A abordagem antropomórfica à questão assenta numa premissa simples: existimos porque temos consciência de nós mesmos e do mundo à nossa volta; podemos sentir, tocar, ver, ouvir e manipular a realidade. O corpo humano é dotado de um pacote sensorial que nos permite, literalmente, aceder à realidade. Os profundos estudos versando o cérebro humano expõe de uma forma mais ou menos clara a maneira como processamos a informação captada pelos nossos sentidos, ou como o nosso cérebro capta o envelope existencial do mundo exterior ao nosso corpo. No entanto, o que o nosso cérebro faz no fundo não é uma transposição do mundo físico para o interior da nossa consciência, mas antes uma reconstrução aproximada do mundo real. Executamos um truque para podermos elaborar uma imagem aproximada da realidade, que até pode na realidade (e o trocadilho é propositado) nem sequer existir de facto. As linhas do comboio não se cruzam no horizonte, o sol não é branco, nem tão pouco o chão fumega nos dias de calor. Tudo isso não passa de uma interpretação providenciada pelos sentidos e pelo nosso cérebro. No entanto, os seres humanos são dotados de um sentido verdadeiramente fabuloso e único em toda a natureza. Nenhum outro organismo vivo que exista ou tenha alguma vez existido e evoluído no planeta terra, possui algo que sequer se lhe possa comparar: o nosso sentido da visão.
Uma águia é um animal verdadeiramente notável. De uma altura de várias centenas de metros consegue destrinçar sem grande esforço um ser vivo do tamanho de um rato, mergulhar na sua direcção, calcular a distância, velocidade e trajectória de forma a o atingir de um forma precisa e previamente planeada. Os cientistas ficam abismados com as aves de rapina porque o que fazem de forma quase automática e com aparente facilidade, é na realidade algo tremendamente complicado e difícil. Envolve o processamento de variáveis físicas complicadíssimas em tempo real, com uma margem de erro muito pequena; altura, velocidade, pressão atmosférica, vento, e isto tudo sobre um alvo em movimento, dotado de cérebro e grande agilidade. O mais evoluído mecanismo humano que se lhe pode de alguma forma comparar são os Drones militares: dispositivos equipados com poderosos computadores que fazem biliões de cálculos por segundo, servo-motores de acção quase instantânea, e uma equipa de humanos por trás a operá-lo e a tomar decisões. Mas mesmo os Drones são tecnologicamente muito inferiores ao que o olho de uma águia ligada ao seu cérebro e membros consegue fazer. Mesmo sendo o cume da mais avançada tecnologia de armamento existente, precisam de uma margem de erro de cerca de 30 a 120 m, de estarem dentro de certos limites de radar, de certas condições de vento e pressão favoráveis, e mesmo assim, falham de vez em quando. Uma águia em voo picado sobre o rato da pradaria têm uma margem de erro de cerca de 10 cm. E o rato sabe disso, por isso é que evoluiu durante milhões de anos para lhe poder escapar, e mesmo assim, muitas vezes não escapa. A águia possui uma visão binocular de grande definição, permitindo-lhe distinguir com facilidade objectos ínfimos parados ou em movimento, e recortá-los do fundo com grande precisão; os olhos de uma águia são o pináculo da evolução de um predador perfeitamente adaptado ao seu meio, letal e eficiente, uma máquina assassina temível para qualquer animal no solo. No entanto, os olhos de uma águia produzem imagens semelhantes a um quadro bidimensional, onde sombras e corpos de contornos delineados podem contrastar com mais facilidade com o ambiente circundante. Qualquer ser humano saudável apesar de não ter capacidades binoculares, compete com uma águia mesmo de uma altura de 50 ou 60 m, os olhos humanos possuem a capacidade de absorverem um espectro quase tão alargado de cores como uma águia, são muito sensíveis a mudanças de tonalidade, a sombras e alterações subtis de textura. O posicionamento dos nossos olhos frontalmente ao crânio permite uma visão completamente estereoscópica, aliando a isto uma enorme acuidade visual, resultando numa composição de enorme sensibilidade à volumetria e profundidade. É muito fácil enganar um cão e mesmo um gato em relação à distância de um objecto (por isso morrem tanto nas estradas, atropelados por carros), e mesmo uma águia precisa de muito tempo para se adaptar a uma sala por exemplo, e é atabalhoada num quarto cheio de divisões, candeeiros e janelas. No entanto, é quase impossível enganar um ser humano quanto à posição de um objecto, quer ele esteja perto ou longe, em movimento ou parado. Mesmo uma criança de 12 anos coloca com facilidade uma peça de madeira dentro dum buraco com essa forma, o que seria completamente impossível para uma águia ou um gato, mesmo que tivessem mãos e as pudessem usar. É que nós temos um enorme e poderoso cérebro incorporado. A articulação de um sentido de visão que permitia, entre outras coisas, detectar a realidade com volumetria, produzir imagens 3-D de muito alta definição e manipulação fina de objectos, com um cérebro capaz de operações lógicas de grande complexidade, foi uma das principais razões do triunfo humano sobre a maior parte dos predadores do planeta. E no entanto, técnicamente, um olho é um sensor electromagnético calibrado para faixa espectral entre os 350 e 750 nm de comprimento de onda, ou seja a luz visível. O nosso cérebro recebe esses dados e processa-os em pequenos impulsos eléctricos de muito baixa potência que reorganizam e reconfiguram sinapses nervosas na nossa massa cerebral produzindo uma imagem e uma memória visual. É claro que o funcionamento de um olho humano por si só daria para uma estante de calhamaços com 500 páginas cada, mas de uma forma simples o nosso sentido da visão é um sensor ligado a uma unidade de processamento, tal qual uma câmara fotográfica é uma objectiva que canaliza a luz para um sensor CCD ligado a uma unidade de processamento no corpo da máquina. Uma arquitectura simples depurada por mais de 8 mil milhões de anos de evolução. O problema é que a maior parte do universo não emite radiação na faixa da luz visível, mas na faixa infra-vermelha ou ultra-violeta. A maior parte do que existe não poderá ser visto com os nossos olhos. O olho humano especializou-se naquilo que é realmente importante para chegar vivo ao fim do dia e deixar descendência, naquilo que reflecte luz visível e que ocupa volumetria no campo de visão, tenha quatro ou duas patas , que rasteje, que possa constituir padrão, que permita saber destingir uma mulher idosa de uma adolescente em idade de procriação, um amigo de um inimigo, vermelho de amarelo, escuro de claro e tudo aquilo que é importante saber da realidade que possa decidir entre vida e morte. Mas o universo está-se a borrifar para algo tão insignificante como um ser humano. Sendo assim, a maior parte do que está “lá fora” nós não vamos poder ver com os nossos olhos, nem sentir com qualquer outro dos nossos sentidos. Não vamos poder ver raios cósmicos, nem sentir o calor residual da radiação cósmica de fundo. Se pudéssemos ver na faixa de radiação dos Raios-X, além de podermos ver através das nossas roupas, o que talvez fosse fantástico (ou não), faria com tivéssemos um choque da primeira vez que víssemos o céu nocturno. As noites seriam tão brilhantes e cheias de interesse como os dias. Veríamos galáxias em explosão, faixas de jactos vindos de supernovas cruzando os céus e talvez até outros objectos exóticos que ainda não foram sequer detectados. Apesar de incrível, mesmo o nosso sentido da visão, é em si, muito limitado.
Confiar nos nossos sentidos para saber que alguma coisa existe é complicado e pouco fiável. Mas confiar neles para saber que existimos e estamos aqui é ainda pior.
Depois de adormecer, algo nos acontece: Sonhamos. E muitas vezes tivemos emoções muito mais intensas durante um sonho, ou pesadelo, do que alguma vez tivemos acordados, e no entanto, a realidade durante um sonho é completamente fabricada. O mecanismo dos sonhos está já extensamente estudado; sabe-se que existem várias fases de sono e que os sonhos são despoletados sempre que atingimos o sono REM. Não é um estado de plena consciência, já que uma grande parte do nosso cérebro está desligada. Sentimos medo e outras emoções primárias e ancestrais, temos uma apetência quase incontrolável para o sexo e domínio, para estarmos em grupo ou a seguir alguém, normalmente não sabemos ler e apesar de sabermos que temos um sinal de “STOP” na nossa frente, não conseguimos ler “S-T-O-P”, nem saberíamos o que isso significa. Somos completamente disléxicos e muito burros, andamos sempre de um lado para o outro, fazemos coisas aparentemente sem grande nexo, praticamos sexo de uma forma mecânica, e sobretudo, e aqui é que reside algo verdadeiramente interessante, temos uma total ausência do sentido do “eu” e de nós mesmos. Misteriosamente, a nossa autoconsciência desapareceu. E é apenas por isso, e por isso apenas, que sabemos ao acordar que tudo “não passou de um sonho“.
Os sonhos têm sido alvo de muito estudos desde sempre e de particular atenção por parte da ciência médica, entre outros aspectos, porque eles são a porta para os chamados estados alterados de consciência. A neurologia sempre desconfiou que sabemos que existimos não porque vemos, tocamos ou provamos, mas porque pensamos, porque reflectimos sobre a realidade, e por implicação, temos autoconsciência de estarmos cá. Muitos advogam por exemplo, que caso algum ser humano alguma vez tivesse autoconsciência durante um sonho, para já, acordava, mas mais estranho do que isso, depois de acordar recordaria o sonho, não como um sonho, mas como uma memória de algo que tinha mesmo acontecido e isso poderia ser simplesmente aterrorizante. Poderá o nosso cérebro desligar a nossa autoconsciência como uma medida de segurança? E dessa forma separar convincentemente a realidade da ficção? O trabalho de Sigmund Freud na regressão por exemplo, usando a hipnose e os sonhos como matéria de estudo, permitiu novas luzes sobre os mecanismos do sonho e da memória, e da forma como o nosso cérebro cataloga o real e o imaginário. Algumas drogas psicadélicas induzem nos seres humanos estados alterados de consciência, e portanto, uma deformação sensorial entre realidade e fabricação mental pura. Muitos seres humanos sob efeito do ácido lisérgico, mais conhecido como LSD, descrevem terem visto na sua frente dragões em chamas, e sentido a sua pele arder nas suas chamas, mulheres do tamanho de prédios que os esmagavam entre as nádegas ou simplesmente voar acima das nuvens e tocar no sol. E o que tem isto de especial? É que para eles, por muito que os médicos os tentassem convencer do contrário, aquilo parecia mesmo ter acontecido de uma forma autêntica. O cérebro pode portanto ser enganado ao ponto de gravar uma experiência completamente fabricada e imaginária como real. Este assunto foi abordado também de um perspectiva filosófica, além da puramente científica, e resumida sumariamente na célebre frase de Descartes: “Penso, logo existo”, que ainda hoje é alvo de muita controvérsia.
“Estou cá porque penso sobre o que anda à minha volta e sei quem sou”, parece ser reconfortante pensar nisto, e uma ideia profunda sobre o significado da existência, mas ainda muito insuficiente. Pensemos por exemplo no seguinte texto:
“Sou uma pessoa, sei que sou, vejo o céu de manhã e sinto a luz do sol. No entanto, sou feito de átomos, dentro dum átomo existem electrões a orbitar um núcleo que é milhões de vezes mais pequeno do que o átomo em si, logo, posso concluir que sou essencialmente feito de vácuo. E tudo, é essencialmente…nada.”
O texto acima resume em parte uma grande inquietação da física e um profundo mistério: as fronteiras da existência material e a relação entre matéria e energia com os diferentes estados em que a matéria se pode apresentar, que podem diluir as fronteiras entre a o que entendemos como existência ou não existência. O advento da mecânica quântica e da física das altas energias veio requalificar a nossa definição de “existir”, já que muita da matéria que se diz que existe nunca poderá ser observada directamente por nenhum dispositivo humano. Por várias razões, mas em particular pelo que se chama “Princípio da Incerteza“: é impossível detectar uma partícula num determinado ponto de espaço e tempo.
Se estiver na praia olhando a areia e vir pegadas na minha frente, que posso eu concluir? Andou ali um ser humano, poderá neste momento em que estou no espaço-tempo estar completamente fora do meu alcance, mas posso concluir com alguma segurança que pelo menos já existiu, que esteve ali, naquela praia, e que foi de A para B. Do meu ponto de vista, se me perguntarem sobre a existência ou não das pessoas que caminham na praia, a minha resposta terá de ser só uma:
“As Pessoas da Praia existem, porque vi as suas pegadas, e posso adiantar que esta em particular foi de A para B.”
Nos aceleradores de partículas modernos como o do CERN na Suíça, lidam-se com entidades físicas que são impossíveis de observar directamente, mas que deixam um rasto, uma pegada gravada nos enormes detectores como o ATLAS e o CMS. Os cientistas catalogam os eventos ocorridos nessas maquinas gigantescas e estudam cuidadosamente as características dos rastos que deixam nos detectores. Por isso se sabe que os electrões de facto existem, seja lá o que forem na realidade, e apesar de nunca poderem vir a ser alguma vez observados directamente. As escalas de energia envolvidas no mundo quântico das partículas é tão grande, os seus parâmetros físicos como massa e velocidade são de tal forma extremos, que não pode existir um sistema físico onde se possa criar uma partícula, um quantum de qualquer coisa, que por sua vez possa ser emitido na direcção de um electrão, e retornar qualquer informação sobre a sua posição no espaço-tempo, isto porque o conceito de posição em si é difuso, e mais importante, porque tudo isto implica que o observador interfira e interaja com o sistema, e que por isso na realidade o sistema não está isolado e o observador também faz parte dele. A relação entre observador e sistema e as fronteiras entre os dois é um dos maiores problemas da mecânica quântica.
O modelo quântico é em si mesmo, um modelo, é certo. Mas encerra em si uma concepção física que descreve uma abordagem ao universo que parece indesmentível: tudo pode ser feito de alguma coisa. Ou seja, a realidade pode ser decomposta em constituintes, até se chegar ao seu constituinte fundamental, a que se chama quanta. A interdependência entre espaço (entendido como uma entidade física), matéria e energia levou a física a encarar o universo como um sistema de partículas portadoras, os bosões, e a restante matéria constituída por quarks, electrões e as outras partículas. Várias abordagens estão ainda a florescer como a Teoria das Cordas, em que não existem partículas mas sim estruturas simples semelhantes a cordões, ou a Teoria da Gravitação Quântica em Loop, em que o próprio vazio, ou vácuo, interage e tem uma estrutura intrínseca, sendo por isso completamente independente de referenciais. Estas duas teorias são as duas grandes candidatas a explicar entre outras coisas, de onde vem a Gravidade, o que é a matéria negra e de onde vêm a energia escura. Sabe-se que uma pressão negativa, uma estranha energia do vácuo, está acelerar a expansão do universo. No sentido de abordar a questão das energias do vazio, a ciência tem de recuar até aos primórdios do universo, muito antes de ele ter 1 seg de existência, numa época de temperaturas colossais e pressões imensas, e em que a Gravidade estaria de alguma forma unificada com as restantes forças da natureza, sugerindo uma relação directa, contudo ainda completamente desconhecida, entre a Gravidade e as energias do vazio. Qualquer teoria científica com substrato matemático, entre outras coisas, para abordar convenientemente este tipo de física extrema da criação do próprio universo deverá ter como ponto de partida a mecânica quântica. A questão é que a formulação quântica de um modelo de interpretação da realidade encerra em si vários aspectos que chocam de frente com o nosso senso de realidade e existência. Por exemplo, o conceito de partícula é difuso, já que incorpora o conceito de dualidade onda-partícula. Se emitirmos um electrão na direcção de um alvo numa parede, deveremos esperar que ele atinga o alvo num ponto particular, contudo, a experiência, reflexo directo da realidade, mostra algo perturbadoramente diferente.
Na tentativa de esclarecer qual a configuração, ou representação material das partículas nas escalas quânticas foram realizadas diversas experiências, a mais famosa é a da dupla fenda. Um canhão de electrões disparou sucessivamente electrões na direcção de um alvo com duas fendas estreitas, o que esperar? Bom, os que passassem pelas fendas, quer a da esquerda ou a da direita, atingiriam o detector, colocado atrás, em dois pontos precisos, correlacionados com a posição das duas fendas, isto provocaria um rasto parecido com qualquer coisa como dois traços, à esquerda, e à direita. Mesmo descontando os electrões que fariam ricochete nas próprias paredes interiores das fendas e que por isso seriam projectados para longe, o esperado seria isto: dois traços distintos espaçados proporcionalmente às duas fendas. Mas não. Nada disso foi observado, foi antes observado um padrão característico de linhas conhecido como Imagem da Difração Electrónica: várias linhas paralelas justapostas sem qualquer correlação aparente com as duas fendas colocadas à frente. Mas o estranho até nem é isso. É que caso fosse tapada uma das fendas na frente do alvo, voltaríamos a verificar um traço apenas como esperado inicialmente. Magia?
Uma das possíveis explicações seria a de que os electrões podiam ser partículas e ondas ao mesmo tempo. Em movimento, ou sem estarem a ser observadas isoladamente, dispersavam-se no espaço, ocupando vários estados no mesmo instante, várias posições no espaço-tempo. Ou seja, os electrões podiam ser um campo em movimento, ou uma excitação desse campo quando isolados. Aliás, o conceito de campo é já de si bizarro, apesar de ser ensinado aos alunos do 1º ano dos cursos de engenharia. Um campo é algo que ultrapassa completamente o nosso senso de realidade e experiência. Significa que uma entidade, uma partícula por exemplo, assume um numero infinito de valores no espaço circundante, e sendo assim, um electrão é uma protuberância, uma excitação localizada no imenso campo de electrões que preenche o universo. Todas as partículas são portanto excitações de vários campos sobrepostos a nível quântico por todo o universo, e nós próprios também somos uma “emanação”, um espectro fantasmagórico de entidades quânticas na fronteira da existência.
Tudo isto é estranhíssimo e rompe radicalmente com a nossa percepção, já que introduz dualidades entre partículas e ondas estendidas pelo vácuo, campos omnipresentes, e possivelmente multi-dimensionais, com um conceito muito difuso do que é a matéria e energia.
Erwin Schrödinger foi um grande físico quântico cuja grande contribuição foi elaborar uma teoria segundo a qual uma partícula não ocupa um determinado estado, mas antes obedece a uma Função de Onda que descreve uma distribuição infinita de estados possíveis para a partícula no espaço e no tempo. Para a Mecânica Quântica funcionar e o universo fazer sentido, toda a matéria, da mais simples à mais complexa, obedece a uma função de onda, que é a soma da função de onda de cada uma das suas partículas elementares, e que por sua vez determina a sua posição num ponto do espaço e do tempo.
Imagine uma caixa com um gato lá dentro. Uma caixa completa e absolutamente hermética, que não pode deixar nenhuma informação emanar do seu interior (um sistema físico completamente isolado). Ligado ao pescoço do gato está um mecanismo tal que mata o gato de forma perfeitamente aleatória consoante se abra a tampa da caixa para olhar lá para dentro. Digamos que o gato tem 50% de hipóteses então de estar vivo ou morto quando abrimos a caixa. Segundo a Física Quântica, dentro da caixa, a sua Função de Onda vai distribuir o gato por todos os estados possíveis de serem observados, visto que a caixa está fechada e nada pode vir de lá de dentro de forma a nos dar qualquer informação. Por implicação somos forçados a concluir que o gato tem de estar vivo e morto dentro da caixa, num estado de sobreposição, e apenas quando olhamos para dentro da caixa é que o veremos morto ou vivo, com uma probabilidade de 50%. Dito de outra forma, o gato existe em vários estados no espaço-tempo, distribuídos de uma forma predeterminada, e a observação força a sua função de onda a colapsar num dos seus estados possíveis. Como pode o gato estar vivo e morto ao mesmo tempo dentro da caixa? A função de onda distribui todos os seus possíveis estados de espaço-tempo em universos paralelos, correlacionados apenas pelo instante causal de um determinado evento, por exemplo, de alguém abrir a caixa e olhar para dentro. A observação determina pois o colapso da sua função de onda num dos estados possíveis do sistema “gato”, determinando por consequência a sua existência.
Esta é definição actual de existência na Física moderna. À medida que o tempo avança, a função de onda vai colapsando num dos infinitos estados possíveis, o que determina a passagem do tempo e o futuro. Daqui nasce uma perspectiva muito profunda do que é existir, que comporta a possibilidade de a realidade ser composta por um número infinito de possibilidades, e mais profundo ainda, que é a observação em si que faz com que um sistema físico, você que está a ler estas linhas por exemplo, possa de facto existir.
O mar, um fim de tarde, um sorriso, uma seara ondulando no vento, tudo isso uma fracção de realidade efémera encerrada numa lógica obscura e predeterminada. Vivemos por isso numa caixa fechada chamada Universo, que se expande rumo ao futuro, e que na realidade é um Multiverso, comportando todos os estados possíveis da sua função de onda.
Haverá alguém para abrir a caixa e olhar para dentro?…
